D3 工具鋼 | 冷間加工鋼: 特性、同等グレード、用途、形状

D3 鋼は、冷間工具鋼グループのトップ チョイスであり、その優れた硬度、耐久性、鋭い刃先を維持する能力で知られています。2.0 ～ 2.4% の炭素と 12.0 ～ 13.0% のクロムを含むこの鋼は、ダイやパンチなどの工具に最適で、高い応力と摩擦に容易に対応できます。D3 は油焼き入れによって硬化しますが、二次硬化は行えません。その微細構造にはクロムを多く含む炭化物が大量に含まれており、要求の厳しい用途で優れた耐摩耗性と耐久性を発揮します。

この記事では、D3 鋼の主な特性、熱処理、同等のグレード、仕様、形状、用途について説明し、最も要求の厳しいツール要件に適した選択を行うのに役立ちます。

D3冷間工具鋼の特性

D3 鋼は、優れた硬度、耐摩耗性、安定性を備えており、要求の厳しい工具用途に最適です。実際の用途でどのように機能するかをよりよく理解していただくために、主な機能の概要を簡単に説明します。

D3鋼の化学組成

D3 鋼の化学組成表は次のとおりです。

D3鋼の機械的特性

D3 鋼の機械的特性の表は次のとおりです。

D3 鋼は引張強度が高く (1,550 ～ 1,750 MPa)、変形することなく大きなストレスや衝撃に耐えるツールに最適です。

D3鋼の物理的特性

融点が 1,200 ～ 1,250°C の D3 鋼は高温に耐えられるため、要求の厳しい工具用途に最適です。熱安定性を優先する場合は、高温に長時間さらされても D2 または A2 鋼の方が耐熱性に優れている場合があります。

D3鋼の硬度はどれくらいですか?

D3 鋼は、適切な熱処理を施すと通常 58 ～ 62 HRC の硬度に達し、鋭い刃先を維持する優れた能力を発揮します。

D3スーパーストレングスとは何ですか?

D3 鋼の超強度は、炭素とクロムの含有量が多いことから生まれ、要求の厳しい工具用途において高い耐摩耗性、靭性、寸法安定性を実現します。

D3冷間加工鋼の熱処理

D3 鋼の場合、適切な硬度、靭性、耐摩耗性のバランスを実現するための鍵は熱処理です。適切な焼鈍、焼き戻し、硬化の手順に従うことで、ひび割れや歪みを防ぎ、高応力、高摩擦の用途で鋼が優れた性能を発揮することを保証します。

アニーリング

D3 鋼を焼きなますと、内部応力が緩和され、機械加工や処理が容易になります。そのためには、鋼を制御雰囲気炉で 871°C (1,600°F) に加熱し、その温度で 1 ～ 2 時間維持します。完了したら、炉が黒くなるまで 1 時間あたり -6°C (20°F) 以下の速度で徐々に冷却し、その後、材料を空気中で冷却します。

ヒント:

• 雰囲気制御炉を使用する 材料特性を劣化させる可能性のある酸化を防ぐためです。
• ゆっくり冷却することが重要である— 歪みを防ぐために、プロセスを急がないでください。内部応力や亀裂を引き起こす可能性があるため、急速冷却は避けてください。
• アニール後検査: 冷却後、特に急速冷却の場合は、材料にひび割れや欠陥の兆候がないか目視で検査します。ここで問題があれば、プロセスをやり直すか、冷却速度を調整する必要があります。

焼き戻し

D3 鋼が硬化後に室温まで冷却されると、次のステップは焼き戻しです。このプロセスにより脆さが軽減され、硬度が微調整されて、強度と靭性のバランスが最適になります。焼き戻し炉で鋼を加熱し、ゆっくりと温度を上げて希望の範囲 (通常は 200 ～ 300°C または 390 ～ 570°F) にします。最良の結果を得るには、厚さ 1 インチあたり約 1 時間焼き戻しを行ってください。

ヒント:

• 複数の焼き入れサイクル 特に厚い部品や大きな部品の場合、最適な硬度と靭性のバランスを実現するために、次の操作が必要になることがあります。
• ゆっくりと加熱することで熱ストレスを回避できる 鋼が均一に加工されることを保証します。
• 空冷を可能にする ひび割れや硬度の不均一を避けるために、焼き戻し後に油や水中で冷却すると熱応力が生じる可能性があります。
• 焼き戻し後の硬度を確認する硬度計を使用して、焼き戻し後に鋼が目的の硬度に達していることを確認します。

硬化

D3 鋼の焼き入れにより、優れた靭性と耐摩耗性が実現します。これを適切に行うには、鋼を 954°C (1,750°F) に加熱し、厚さ 1 インチごとに 5 分ずつ追加して、20 ～ 25 分間浸します。浸した後、鋼を油で冷却して必要な硬度に達します。D3 鋼は過熱に非常に弱いため、最良の結果を得るには過熱を避けることが重要です。

ヒント:

• 均一な加熱を確保する 反りや不均一な硬化を防ぐために、鋼材全体にわたって加熱します。部品を急速または不均一に加熱すると、内部応力が生じる可能性があります。
• 過熱を避ける—1,050°C (1,922°F) を超える温度では結晶粒の成長が起こり、硬度が低下する可能性があります。
• オイル温度を監視する 注意してください。油が冷たすぎるとひび割れの原因となり、油が熱すぎると表面が柔らかくなってしまいます。
• 焼入れ後のチェック: 焼き入れ後、歪みがないか確認してください。歪みに気付いた場合は、鋼が均等に加熱され、焼き入れ油が適切な温度であったことを確認してください。

これらの詳細な手順に従い、追加のヒントを考慮することで、D3 鋼を最大限に活用し、要求の厳しい冷間加工アプリケーションでも優れた性能を発揮できるようになります。

D3鋼の同等グレード

次の表は、さまざまな国際規格に従った D3 鋼のおおよその同等グレードを示しています。これらはおおよその同等グレードであり、材料特性に若干の違いがある場合があります。 

弊社が提供する適用可能な仕様と形状

当社はD3鋼を供給しており、 ASTM A681 およびその他の公認規格に準拠しており、冷間加工工具用途の一貫した品質を保証します。炭素とクロムの含有量が多いことで知られる D3 鋼は、優れた硬度、耐摩耗性、寸法安定性が求められる精密工具の製造に最適です。

仕様:

• 国際標準化機構: D3
• ASTM規格: ASTM A681

当社が提供する形状:

当社では、お客様の独自の要件に合わせて、次のようなさまざまな形状と寸法を提供しています。

1. D3鋼板 – ダイカット、スタンピング、成形アプリケーションに最適です。
2. D3鋼板 – 大型の工具や金型の製造に適しており、強度と耐久性を保証します。
3. D3 スチールバー – カスタム部品への加工用に、さまざまな直径と長さが用意されています。
4. D3 スチールブランク – 工具へのさらなる加工に最適な半製品。
5. D3 鋼鍛造品 – 追加の強度を必要とする複雑なツールや大型のツール向けに設計されたカスタム鍛造形状。
6. D3 鋼冷間仕上げバー – 厳密な許容差と優れた寸法精度を実現する精密機械加工バー。

これらの各形状は、冷間加工工具用途に求められる厳格な基準を満たすように加工されており、自動車、航空宇宙、重機などの要求の厳しい業界で最高のパフォーマンスを保証します。

D2 鋼と D3 鋼の違いは何ですか?

D2鋼 は耐摩耗性が高く、摩耗の激しい用途に適していますが、D3 は靭性が優れており、割れに強いです。

D3冷間工具鋼の用途

D3 冷間工具鋼は、優れた耐摩耗性、硬度、寸法安定性が高く評価されており、要求の厳しいさまざまな用途に適しています。

1. ダイカストおよびスタンピングツール

ダイブランク、スタンピングダイ、ブランキングダイ、ピアシングダイ、フォーミングダイ

2. 冷間成形工具

冷間圧造用パンチ、ダイス、ブランキング、ピアシング、押し出しダイス、成形ロール

3. せん断および切断工具

せん断刃、スリッターナイフ、トリムダイ、カットオフダイ、スリット用ナイフ

4. プラスチック金型

射出成形金型、圧縮成形金型、プラスチック成形金型、ノズル、スクリューチップ

5. 航空宇宙および自動車産業向けツール

自動車用工具、航空宇宙用金型、スタンピング金型、パンチプレス工具

6. その他の特殊なアプリケーション

木工用ナイフおよびブレード、鉱業用摩耗インサート、粉末圧縮ダイ、圧縮ピン、ペレタイザーブレード

D3 冷間工具鋼メーカー

D3 冷間工具鋼は、高炭素、高クロムの材料で、優れた硬度、耐摩耗性、耐久性で知られ、主にダイ、パンチ、その他の冷間工具用途に使用されます。

SteelPRO グループでは、お客様のニーズに合わせた独自の熱処理プロセスと高品質の表面処理を施した D3 冷間工具鋼を提供しています。当社の D3 工具鋼は、焼きなまし状態だけでなく、硬化および焼き戻し状態でもご利用いただけます。特定の条件が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。最も厳しい工具の要求を満たすカスタマイズされたソリューションをご提供します。